粉末冶金 幻灯片.ppt

1、,粉 末 冶 金材料,2 粉末冶金成型工艺简介,3 粉末冶金制品结构工艺性,1 概 述,1,粉末冶金成型,1 概 述,一、粉末冶金成型工艺,是一门研究制造各种金属材料粉末和以粉末为原料通过成型、烧结和必要的后续处理制取金属材料和制品的科学技术。,2,产品,3,4,5,集束箭弹小箭,钨基合金箭头,铁基合金尾翼,6,7,8,9,10,11,二 特 点,1. 具有优异的组织结构和性能 2. 表现出显著的技术经济效益； 3. 能生产许多用其它方法所不能生产的材料和制品（如：许多难熔材料）；,1 概 述,粉末冶金成型,12,4. 是制造各种机器零件重要而又经济的成型技 术；（能够获得具有最终尺寸和形状的

2、零件，实现了少无切削加工） 5.普通粉末冶金制品的强度比相应锻件或铸件要低（2030）%；（制品内部有孔隙）,二 特 点,13,二 特 点,6.成型过程中粉末的流动性不如液态金属（对产品的结构形状有限制） 7.制品一般 10kg（因为成型应力高） 8.压模成本高，粉末成本高。 9.只是用于成批或大量生产,1 概 述,粉末冶金成型,14,三、工艺过程,1原料粉末制备； 2粉末物料在专用压模中加压成型，得到 一定形状和尺寸的压坯； 3烧结 压坯在低于基体金属熔点的温度下加热，使制品获得最终的物理机械性能。 4. 后处理,1 概 述,粉末冶金成型,15,粉末冶金工艺图,16,四、制品种类,1难熔金属

3、及其合金（钨、钛等） 2组元彼此不熔合、熔点十分悬殊的烧结合金(电触头) 3难熔金属及其碳化物的粉末制品（硬质合金） 4金属与陶瓷材料的粉末制品（金属陶瓷） 5含油轴承和摩擦零件以及其它孔性制品 6. 机械零件。,1 概 述,粉末冶金成型,17,五、应用,板、带、棒、管、丝等各种型材 齿轮、链轮、棘轮、轴套类等各种零件 重量仅百分之几克的小制品 近两吨重大型坯料（用热等静压法）,1 概 述,成批或 大量生产,粉末冶金成型,18,2 粉末冶金成型工艺简介,粉末冶金成型,烧结后的处理,压制成型,烧 结,粉末冶金成品,粉料制备,粉末冶金成型,19,一粉料制备（粉末冶金原料）,2 粉末冶金成型工艺简介

4、,粉末冶金原材料（粉末）,制取方法选择： 取决于该材料的特殊性能及制取方法的成本,种类,纯金属 非金属 化合物,粉末冶金成型,纯金属 合金 化合物 复合金属粉末,20,分类,机械法,2 粉末冶金成型工艺简介,1、粉末的制造方法,将原材料机械 地粉碎而化学成分 基本上不发生变化,借助化学的或 物理的作用，改变 原材料的化学成分 或聚集状态。,物理化学法,粉末冶金成型,21,1、粉末的制造方法,（1）雾化法 高压气体，在气流 的机械力和急冷作用下，液态金属被雾化，冷凝成细小粒状的金属粉末的一种方法。,22,（1）雾化法,特点： 生产效率高，成本低，易于制造高纯度粉末； 合金粉末易产生成分偏析以及难

5、以制得小于300目的细粉。,应用 制造Fe 、Pb、Sn、Zn、Al、青铜、黄铜等低熔点金属与合金粉末； 18-8不锈钢、低合金钢、镍合金等粉末。,粉末冶金成型,23,(2) 机械粉碎法,是靠压碎、击碎和磨削等作用，将块状金属或合金机械地粉碎成粉末。,24,(2) 机械粉碎法,特点： 既是一种独立制粉方法， 又常作为某些制粉方法不可缺少的补充工序。,应用 比较适用于脆性材料（虽然所有的金属和合金都可以被机械地粉碎）,粉末冶金成型,25,（4）还原法（常用化学方法）,从固态金属氧化物或金属化合物中还原制取金属粉末，是最常用的生产方法之一。,特点： 该法简单，费用低,应用 目前铁粉大部分 由还原法

6、生产。,粉末冶金成型,（3）蒸汽冷凝法,即将金属蒸汽冷凝而制取金属粉末,26,（4）电解法,从金属盐水溶液中电解沉积金属粉末。,特点： 电解末高纯度，高密度，高压缩性； 生产率低，成本高(高于还原法和雾化法）。,应用 纯铜粉大多用该法制造。 电解铁粉仅在特殊性能要求时才用。,*说明 金属粉末的各种性能均与制粉方法密切相关。,粉末冶金成型,27,2 粉末性能,1）几何尺寸 2）物理性能 3）机械性能 4）化学性能 5）特殊性能,2 粉末冶金成型工艺简介,颗粒形状 粒度 粒度分布及比表面,颗粒密度 颗粒内空隙 显微镜组织 硬度 加工硬化性 塑性变形能 表面状态 表面张力等,松装密度 振实密度 流动

7、性 压制性 成型性,纯度 氢中失重等,电磁性能 摩擦特性 导热性 耐热性 抗氧化性 耐腐蚀性等,粉末冶金成型,28,3粉末的预处理与混合,（1）粉末的预处理,2 粉末冶金成型工艺简介,（2）粉末混合,目 的 使性能不同的组元形成均匀的混合物，以利于压制和烧结时状态均匀一致。,混合 两种以上化学组元相混合 （相同化学组成的粉末的混合叫做合并。）,粉末冶金成型,29,为什么预处理？ a即使在同一条件下制造的同一粉末，其纯度和粒度分 布也是有差别的； b原料粉末在运输和储存中会产生大量锈块或凝结成块状，要筛出这些块状物； c对颗粒度分布有要求时，需将粉末过筛按所要求的粒度分布进行混合。,说 明 混合

8、好的粉末常需要过筛，除去较大的夹杂和润滑剂的块状凝聚物； 混好的粉末尽可能及时使用。,30,二粉末成型,粉末成型方法： 普通模压法 特殊成型方法,2 粉末冶金成型工艺简介,压坯 将处理过的粉末经过成型工序，得到具有既定形状与强度的粉末体，叫做压坯。,粉末冶金成型,普通模压法 将金属粉末或混合粉末装在压模内，通过压机使其成型。,特殊成型方法 指各种非模压成型,31,1模压法成型,2 粉末冶金成型工艺简介,是指在常温下粉料在封闭的钢模中（指钢性模），按规定的单位压力，将粉料制成压坯的方法。,成型过程,粉末冶金成型,二粉末成型,32,称粉 压制 a单向压制 b双向压制 C浮动压制 d. 引下法 保压

9、 脱模,回弹或弹性后效 压坯从模腔中脱出后，会产生弹性恢复而尺寸胀大的现象 用回弹率表示，即线性相对伸长的百分率，其大小与模具尺寸计算有直接关系。,33,称粉 就是称量成型一个压坯所需的粉末的重量或容量。,压制 按一定的单位压力，将装在型腔中的粉料，集聚成达到一定密度，形状和尺寸要求。,保压目的 提高压坯密度 保压选择 小型压坯不采用保压 大型致密压坯可适当考虑保压,脱模 压坯从模具型腔中脱出过程。,34,2特殊成型方法（非钢模成型法）,2 粉末冶金成型工艺简介,分类 （按工作原理 和特点分为）,等静压成型 连续成型 无压成型 注射成型 高能成型等,粉末冶金成型,二粉末成型,35,（1）等静压

10、成型（2）金属粉末轧制（3）粉浆浇注,2 粉末冶金成型工艺简介,2特殊成型方法（非钢模成型法）,等静压成型 借助于高压泵的作用把流体介质（气体或液体）压入耐高压的钢质密封容器内，高压流体的静压力直接作用在弹性模套内的粉末上；粉末体在同一时间内在各个方向上均衡地受压而获得密度分布均衡和强度较高的压坯。 特点 压坯任意断面上个点的密度大体上相同 分类 冷静压，热静压,粉末冶金成型,36,粉浆浇注 金属粉末在不施加外压力的情况下而实现成型的过程。 成型过程 将成型材料首先与水或其它液体调成悬浮液浆，并注入能够吸收液体的石膏模内；然后再从石膏模中取出干涸的坯块，并进行最后烘干。,金属粉末轧制 将金属粉

11、末通过一个特制的漏斗喂入转动的轧辊缝中，即可轧出具有一定厚度的长度连续的、并且强度适宜的板带坯料，这些坯料经烧结，又经轧制加工及热处理等工序，就可制成有一定孔隙度的，或致密的粉末冶金板带材。,37,三烧结,1烧结 2影响烧结的因素 3设备 4烧结对产品质量的 影响,2 粉末冶金成型工艺简介,烧结 将压坯按一定的规范加热到规定温度并保温一段时间，使压坯获得一定的物理及力学性能的工序。,粉末冶金成型,38,产生“过烧”废品 烧结温度过高或时间过长，使压坯歪曲和变形，其晶粒也大； 产生“欠烧”废品 烧结温度过低或时间过短，产品结合强度等性能达不到要求；,设备按加热方式分 燃料加热 电加热 据作业的连续性分 间歇式烧结炉坩埚炉箱式炉 高频或中频感应炉 连续式烧结炉,影响烧结的因素 烧结温度 烧结时间 大气环境,39,四后处理 金属粉末压坯经烧结后的处理,1提高制件的物理及力学性能 复压、复烧、浸油、热锻与热复压、 热处理及化学热处理,2 粉末冶金成型工艺简介,粉末冶金成型,2改善制件表面的耐腐蚀性 水蒸气处理、磷化处理、电镀,3提高制件形状与尺寸精度 精整、机械加工,40,3 粉末冶金制品的结构工艺性,粉